Анализ жиров и жирных кислот
Липиды образуют обширную группу поликомпонентных органических соединений этерифицированного глицерина, которые содержатся во всех живых объектах животного, растительного и микробного происхождения.
Липиды — биологически активные вещества, являющиеся производными высших жирных кислот, спиртов и альдегидов и вместе с белками и углеводами составляют основную массу органических веществ живой клетки.
Липиды являются составной частью многих видов пищевого сырья и готовых продуктов. Широко применяются в виде жировых композиций для получения высококалорийных продуктов питания. Липиды содержатся в мясе сельскохозяйственных животных в количестве от 3% (молодняк) до 33% (свинина), молоке от 3—4% (молоко коровье) до 18% (молоко оленя), рыбе от 10% до 25% (осетровые), в растительных объектах от 3—5% (пшеница, кукуруза) до 30—70% (семена подсолнечника — кокосовая пальма), в микроорганизмах — до 60% биомассы.
Некоторые свойства жирных кислот представлены в табл. 8.10.
Основные жирные кислоты и их производные
|
Русское наименование |
Обозначение |
Английское наименование |
Структурная формула |
мм |
SH ;0 г/100 г |
|
|
Масляная |
С(4:0) |
Butyric (Butanoic) |
CH3(CH2)2COOH |
88 |
5,6 |
СЮ |
|
Валериановая |
0(5:0) |
Pentanoic (Valeric) |
CH3(CH2)3COOH |
102 |
3,7 |
сю |
|
Капроновая |
С(6:0) |
Hexanoic (Caproic) |
СН3(СН2)4СООН |
116 |
0,88 |
сю |
|
Энантовая |
С(7:0) |
Heptanoic (Enanthic) |
СН3(СН2)5СООН |
130 |
0,2 |
р |
|
Каприловая (Октановая) |
С(8:0) |
Octanoic (Caprylic) |
СН3(СН2)6СООН |
144 |
0,25 |
р |
|
Пеларгоновая (Нониловая) |
С(9:0) |
Nonanoic (Pelargonic) |
СН3(СН2)7СООН |
158 |
ТР |
р |
|
Каприновая (Дециловая) |
С(10:0) |
Decanoic (Capric) |
СН3(СН2)8СООН |
172 |
0,015 |
326 |
|
Ундециловая (Ундекановая) |
С(11:0) |
Llndecanoic |
СН3(СН2)9СООН |
186 |
HP |
Р |
|
Лауриновая |
С(12:0) |
Lauric (Dodeca noic) |
СН3(СН2)10СООН |
200 |
0,005 |
83 |
|
Тридекановая |
С(13:0) |
Tridecanoic |
СН3(СН2)ПСООН |
214 |
HP |
Р |
|
Миристиновая |
С(14:0) |
Myristic |
СН3(СН2)12СООН |
228 |
0,002 |
32 |
|
Пентадекановая |
С(15:0) |
Pentadeca-noic |
СН3(СН2)13СООН |
242 |
0,001 |
Р |
|
Пальмитиновая |
С(16:0) |
Palmitic |
СН3(СН2)14СООН |
256 |
HP |
15 |
|
Маргариновая |
С(17:0) |
Margaric |
СН3(СН2)15СООН |
270 |
HP |
Р |
|
Стеариновая |
С(18:0) |
Stearic |
СН3(СН2)16СООН |
284 |
HP |
Р |
|
Нонадекановая |
С(19:0) |
Nonadeca-noic |
СН3(СН2)17СООН |
298 |
HP |
Р |
|
Русское наименование |
Обозначение |
Английское наименование |
Структурная формула |
мм |
SH 0 г/100 г |
Бхлгна 100 г |
|
Арахиновая |
С(20:0) |
Arachic |
CH3(CH2)18COOH |
312 |
HP |
P |
|
Бегеновая |
С(22:0) |
Behenic |
CH3(CH2)20COOH |
340 |
МР |
P |
|
Лигноцериновая |
С(24:0) |
Lignoceric |
СН3(СН2)22СООН |
368 |
HP |
P |
|
Мононенасыщенные |
||||||
|
Пальмитолеино-вая |
С(16:1) |
Palmitoleic |
СН3(СН2)5СН=СН(СН2)7СООН |
254 |
HP |
P |
|
Олеиновая (цис-9-октадеценовая) |
С(18:1) |
Oleic |
СН3(СН2)7СН=СН(СН2)7СООН |
282 |
HP |
P |
|
Эруковая |
С(22:1) |
Erucic |
СН3(СН2)7СН=СН(СН2)ПСООН |
338 |
HP |
P |
|
Полиненасыщенные |
||||||
|
Линолевая (цис-9-цис-12-октадека-диеновая), W |
С(18:2) |
Linolic |
СН3(СН2)4СН=СНСН2СН=СН- (СН2)7СООН |
280 |
HP |
oo |
|
Линоленовая (цис-9-цис-12-цис-15-октадека-триеновая), w |
С(18:3) |
Linolenic |
СН3(СН2СН=СН)3(СН2)7СООН |
278 |
HP |
p |
|
Арахидоновая (цис-5-цис-8-цис-11 -цис-14-эйко-зантетраеновая) |
С(20:4) |
Arachidonic |
СН3(СН2)4 (СН=СН -СН2)4(СН2)2СООН |
304 |
HP |
p |
|
(О-З-эйкозапента-еновая |
С(20:5) |
Cis-5,8,11,14, 17- eicosa-pentaenoic |
СН3(СН2СН=СН)5(СН2)3СООН |
302 |
HP |
p |
|
(О-З-докозагекса-еновая |
С(22:6) |
Cis-4,7,10,13,16,19-doco-sahexaenoic |
СН3(СН2СН=СН)6(СН2)2СООН |
328 |
HP |
p |
Содержание жирных кислот в некоторых пищевых продуктах, г/100 г массы
|
Наименование |
Мышцы к.р.с |
Жир говяжий |
Мышцы свиней |
Жир свиной |
Жир бараний |
Масло оливковое |
Масло подсолнечное |
Жир рыб |
Молоко ко- |
Картофель |
Пшеница |
|
2 липидов |
2,5 |
99,7 |
3,5 |
99,7 |
99,7 |
99,8 |
99,9 |
100 |
3,6 |
0,4 |
2,1 |
|
Холестерин |
0,06 |
0,11 |
0,06 |
0,1 |
0,1 |
- |
- |
- |
0,01 |
- |
- |
|
2 жирных кислот |
2,3 |
94,7 |
3,18 |
95,8 |
94,2 |
94,7 |
94,9 |
96,1 |
3,41 |
0,34 |
1,5 |
|
Насыщенные |
1,1 |
50,9 |
1,2 |
39,6 |
51,2 |
15,7 |
11,3 |
16,4 |
2,1 |
0,09 |
0,3 |
|
В т.ч. С(4:0) |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
0,1 |
- |
- |
|
С(6:0) |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
0,08 |
- |
- |
|
С(8:0) |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
0,04 |
- |
- |
|
С(10:0) |
- |
0,1 |
- |
0,12 |
0,1 |
- |
- |
- |
0,09 |
- |
- |
|
С(12:0) |
- |
0,6 |
- |
0,2 |
0,2 |
- |
- |
- |
0,1 |
- |
- |
|
С(14:0) |
0,06 |
3,4 |
0,05 |
1,4 |
3,2 |
- |
- |
5,4 |
0,51 |
0,002 |
сл. |
|
С(15:0) |
0,01 |
0,7 |
0,01 |
0,02 |
0,5 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
|
С(16:0) |
0,65 |
24,7 |
0,80 |
24,3 |
24,8 |
12,9 |
6,2 |
9,9 |
0,64 |
0,07 |
0,26 |
|
Наименование |
Мышцы к.р.с |
Жир говяжий |
Мышцы свиней |
Жир свиной |
Жир бараний |
Масло оливковое |
Масло подсолнечное |
Жир рыб |
Молоко ко- |
Картофель |
Пшеница |
|
С(17:0) |
0,02 |
1,4 |
0,01 |
0,3 |
1,4 |
- |
- |
- |
0,02 |
- |
- |
|
С(18:0) |
0,37 |
20,0 |
0,37 |
12,5 |
21,0 |
2,5 |
4,1 |
0,9 |
0,35 |
0,02 |
0,02 |
|
С(20:0) |
- |
- |
- |
0,8 |
- |
0,35 |
0,3 |
- |
0,04 |
- |
СЛ. |
|
С(22:0) |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
0,7 |
- |
- |
- |
- |
|
Мононе-насыщен-ные |
1,05 |
40,6 |
1,6 |
45,6 |
38,9 |
66,9 |
23,8 |
51,8 |
1,06 |
0,17 |
0,26 |
|
В т.ч. С(14:1) |
0,02 |
1,1 |
сл. |
0,01 |
0,5 |
- |
- |
- |
0,05 |
- |
СЛ. |
|
С(16:1) |
0,08 |
3,0 |
0,12 |
2,5 |
1,5 |
1,5 |
сл. |
14,1 |
0,09 |
0,005 |
0,01 |
|
С(18:1) |
0,89 |
36,5 |
1,5 |
43,0 |
36,9 |
64,9 |
23,7 |
21,2 |
0,78 |
0,16 |
0,25 |
|
С(20:1) |
- |
- |
- |
- |
- |
0,5 |
СЛ. |
10,6 |
- |
- |
СЛ. |
|
С(22:1) |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
5,2 |
- |
- |
- |
|
Полинена- сыщенные |
0,13 |
3,2 |
0,32 |
10,6 |
4,1 |
12,1 |
59,8 |
27,9 |
0,21 |
0,08 |
1,0 |
|
В т.ч. С(18:2) |
0,1 |
2,5 |
0,24 |
9,4 |
3,1 |
12,0 |
59,8 |
1,6 |
0,09 |
0,08 |
0,9 |
|
С(18:3) |
0,02 |
0,6 |
0,04 |
0,7 |
0,9 |
СЛ. |
— |
0,4 |
0,03 |
— |
0,08 |
|
С(20:4) |
0,02 |
0,1 |
0,04 |
0,5 |
0,1 |
- |
- |
1,2 |
0,09 |
- |
- |
Ценность пищевых жиров зависит от их усвояемости. Считается, что говяжий жир усваивается на 80—94%, бараний на 80—90%, свиной 96—98%, сливочное масло на 93—99%, степень усвоения растительных жиров как правило, превосходит указанный уровень. Наилучшей усвояемостью обладают жиры, состоящие из смешаннокислотных триглицеридов, которые обладают лучшей растворимостью, эмульгируемостью и способностью расщепляться. Высокое содержание триглицеридов с двойными связями снижает их эмульгируемость и биодеградацию в живом организме. Жиры с содержанием высоконепредельных кислот в количестве более 15% не усваиваются, оптимальное содержание таких кислот в жире составляет около 4%.
Химический состав жиров в питании имеет весьма существенное значение. Особое внимание уделяется полиненасыщенным кислотам с определенным положением двойных связей и цис-конфигурацией, в первую очередь линолевой, линоленовой, олеиновой, арахидоновой и полиненасыщенных кислот семейства соЗ. Линолевая и линоленовая кислоты не синтезируются в организме человека, арахидоновая синтезируется из линоленовой, поэтому линолевая, линоленовая и арахидоновая кислоты относят к незаменимым жирным кислотам.
Среди продуктов питания полиненасыщенные жирные кислоты больше всего содержатся в растительных маслах: 50—60% линолевой кислоты в соевом, кукурузном, подсолнечном маслах, в животных жирах содержание линолевой кислоты составляет 0,5—0,6%. Суточная потребность человека в линолевой кислоте составляет 6—10 г (минимальная — 2 г). Арахидоновая кислота содержится в яйце — 0,5%, субпродуктах животного происхождения 0,3—0,5%.
Биологическая активность жирных кислот существенно различается. Наибольшей активностью обладает арахидоновая кислота, высокой — линолевая, активность линоленовой кислоты в 10 раз ниже, чем у линолевой. Полезные функции липидов, связанные с построением клеточных мембран, агрегацией тромбоцитов, выведением избытка холестерина из организма, повышением эластичности стенок кровеносных сосудов, реализуются только при наличии цис-изомеров ненасыщенных жирных кислот.
По современным представлениям науки о питании представляется, что молодой здоровый организм человека должен потреблять в составе липидов 10—20% полиненасыщенных, 50—60% мононенасыщенных и 30% насыщенных СЮ—18 жирных кислот. Такое сбалансированное питание реализуется в рационе, содержащем 1/3 растительных и 2/3 животных жиров. Для людей пожилого возраста содержание линолевой кислоты должно составлять около 40% и линоленовой — 4%, соотношение полиненасыщенных и насыщенных кислот — 2:1.
Используя термин «сырой жир», обычно имеют ввиду извлекаемую из сырья смесь, в состав которой, входят жирорастворимые пигменты (каротиноиды, хлорофиллы, госсипол), жирорастворимые компоненты (витамины и кофакторы), стерины (холестерин, содержание которого составляет от 0,56% в яйце, 0,06—0,1% в мясе до 0,2—1,6% в сливочном масле и сырах), воски и собственно липиды, которые обычно подразделяют на ацилированные глицерины формулы R|COOCH2— CH(OCOR2)—CH2OCOR (жиры, масла; R, Rb R2 — остатки жирных кислот) и фосфолипиды (фосфатиды) формулы R|COOCH2— CH(OCOR2)-CH2OP(O)O-OX, где X = H, CH2CH2N+(CH3)3, CH2CH2N+H3, CH2CH(COOH)NH2.
Различают триглицериды, у которых все гидроксилы глицерина замещены остатками жирных кислот, диглицериды, у которых вместо RICO содержится ОН и моноглицериды, у которых вместо —RICO и —OCOR2 имеются —ОН. Аналогично моно-, ди- и трифосфатиды для производных глицерина, этерифицированных остатками фосфорной кислоты (вместо ОН в формуле содержится звено ОРО(ОН)(ОВ), где: В = азотсодержащий радикал или остаток аминокислоты).
Биохимическая роль жиров заключается в том, что они являются источником энергетического и пластического материала для живых клеток, т.е. являются незаменимыми факторами питания.
Рекомендуемое по калорийности содержание жиров в рационе человека составляет до 30% для населения юга и до 40% для населения северных регионов. Недостаток жиров приводит к отклонениям в деятельности центральной нервной системы, снижению иммунитета и сокращению продолжительности жизни. Избыток жирной пищи приводит к ожирению, сердечно-сосудистым заболеваниям и преждевременному старению.
В процессе хранения жиросодержащих композиций липиды подвергаются деструктивным изменениям, связанным с окислительным гидролизом полиглицеридов («прогоркание» жиров). Скорость таких процессов определяется температурой хранения, которая в оптимуме составляет для растительных жиров 4—6 °С, для животных < —20 °С, герметичностью упаковки (кислород существенно ускоряет старение и порчу жиров), отсутствием света, активностью микрофлоры (биохимическое прогоркание), а также содержанием искусственно привносимых стабилизаторов-антиокислителей, в качестве которых применяют различные природные и синтетические органические вещества.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОБЩЕГО СОДЕРЖАНИЯ ЖИРА
Метод основан на экстрагировании жира из образца органическим растворителем с последующим гравиметрическим определением его содержания по отношению к исходному образцу.
АППАРАТУРА, РЕАКТИВЫ И МАТЕРИАЛЫ
Весы лабораторные аналитические с пределом допустимой погрешности взвешивания 0,2 мг. Гомогенизатор типа микроразмельчителя тканей РТ-2. Термостат на 50—120 °С. Устройство для непрерывной экстракции Сокслета, состоящее из круглодонной колбы с кипящим растворителем вместимостью 0,5 л, в шлиф-горловину которой вставлен резервуар с экстрагируемой пробой, содержащий в верхней части присоединенный на шлифе обратный шариковый холодильник Либиха. Пары кипящего растворителя из колбы с кусочками пемзы или пористого фарфора поступают по отводной стеклянной трубке в камеру резервуара и конденсируются в его верхней части в холодильнике, стекая обратно в резервуар. После накопления жидкости в резервуаре с образцом до верней части сливного капилляра жидкость стекает по сливному капилляру обратно в круглодонную колбу с кипящим растворителем. Нагреватель круглодонной колбы. Эксикатор с осушителем. Пробирка или стеклянный цилиндр. Роторный испаритель.
Хлороформ чда. Бумага фильтровальная обезжиренная. Вата обезжиренная. Этанол 95%, ректификованный.
ПОДГОТОВКА МАТЕРИАЛОВ
Вату и фильтровальную бумагу помещают в экстрактор Сокслета и подвергают экстрагированию кипящим хлороформом или диэтиловым эфиром в течение 2 ч. Экстрагированные материалы извлекают, высушивают при температуре выше температуры кипения использованных растворителей (50—60 °С) и сохраняют в герметичной упаковке (эксикатор с осушителем).
Перед определением из обезжиренной бумаги сворачивают, наматывая на пробирку стеклянный цилиндр или плотный цилиндрик из бумаги (диаметр цилиндрика и его длина должны быть меньше размеров резервуара камеры аппарата Сокслета), нижний край бумажного цилиндрика плотно заворачивают. Вниз цилиндрика во избежание разворачивания при экстракции помещают кусочек обезжиренной ваты.
ХОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ
В бумажный цилиндрик берут навеску образца около 5 г, сверху помещают кусочек обезжиренной ваты, бумажный цилиндрик плотно заворачивают и помещают в аппарат Сокслета. Определяют массу пустой колбы — gк. Собранный аппарат нагревают в течение 3—6 ч с использованием соответствующего нагревательного устройства (баня, плитка, колбонагреватель), обеспечивая равномерное кипение растворителя, залитого в колбу. Конец кипячения определяют визуально, отбирая каплю экстракта из охлажденной камеры аппарата и помещая ее на чистое часовое стекло. Экстракцию считают законченной, если после испарения органического растворителя на стекле не остается жировых пятен.
По окончании аппарат разбирают, из колбы отгоняют летучие компоненты (органический растворитель и воду), присоединяя колбу к роторному испарителю или установке для перегонки жидкостей. Завершают отгонку летучих растворителей при температуре 100—105 °С (> Тк воды) до постоянной массы. Колбу взвешивают после ее охлаждения в эксикаторе через каждые 15 мин сушки, масса считается постоянной, если отличается от предыдущей не более, чем на 0,0004 г.
РАСЧЕТ
Массовую долю жира в образце X (в %) вычисляют по формуле:
Х=100-(Сжир^к)^,
где: Ожир — масса колбы с высушенным жиром, г; gк — масса пустой колбы, г; g — навеска анализируемого образца, г.
Конечным результатом принимают среднее арифметическое двух параллельных определений отдельных проб, вычисления проводят до второго десятичного знака.
Допустимое расхождение двух параллельных определений не должно быть более 0,4% абсолютного содержания жира.
Допустимое расхождение результатов независимых определений не должно превышать 0,8% абсолютного содержания жира.
Поскольку экстрагирование горячим хлороформом, дающим при кипении азеотроп, позволяет одновременно удалить из анализируемого образца и влагу и жир, можно оценить влагосодержание образца. Для этого первоначально определяют взвешиванием исходную массу бумажного цилиндрика — gl, массу исходной навески образца — g0,
проводят как указано экстракцию в аппарате, экстрагированный образец в бумажном цилиндрике извлекают, высушивают до постоянной массы при 105 °С — g2. = ё1 + ёс.о.1 ёс.о. — масса сухого остатка
обезжиренного и обезвоженного экстракцией образца; gco = g2 — gl)? Количество выделенного жира определяют отгонкой летучих, как указано выше — gжиp = (Ожир — gк).
Оценку массовой доли воды в образце У(в %) проводят по формуле:
У = 100 ? — ^с.о.) — ^жир)] / go = 100 ? — ^2 — gl) — (Ожир -ёк)] / ёо, где: СЖИр — масса колбы с высушенным жиром, г; gк — масса пустой колбы, г;
ёжир — масса выделенного и высушенного жира, г; g1 — масса бумажного цилиндрика, г; g2 — масса сухого остатка и масса бумажного цилиндрика (ё1), г; gc.o. — масса сухого остатка обезжиренного и обезвоженного экстракцией образца; g0 — навеска анализируемого образца, г.
Допустимое расхождение результатов независимых определений ±1% от абсолютного содержания воды.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ МАССОВОЙ ДОЛИ СВОБОДНО ИЗВЛЕКАЕМОГО ЖИРА
Метод основан на растворении липидов в бинарной смеси органических растворителей, их отделении и гравиметрическом определении массовой доли извлекаемого жира.
АППАРАТУРА, МАТЕРИАЛЫ И РЕАКТИВЫ
Весы лабораторные аналитические с пределом допустимой погрешности взвешивания 0,2 мг. Шкаф сушильный лабораторный на 25—250 °С. Баня водяная. Стаканчики или бюксы стеклянные. Бюк-сы металлические диаметром 50 мм, высотой 25—35 мм. Эксикатор с осушителем (СаС12 безводный). Воронка делительная фильтрующая со шлифом и с впаянным стеклянным фильтром № 2 или № 3. Приемник стеклянный с краном и со шлифом диаметром, соответствующим диаметру делительной воронки. Насос водоструйный лабораторный стеклянный. Колба мерная вместимостью 50 мл. Воронка стеклянная диаметром от 25 до 30 мм. Пипетка на 1—25 мл.
Спирт этиловый 95%, ректификованный. Хлороформ хч.
ХОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ
Навеску образца массой около 2 г взвешивают с допустимой погрешностью не более 0,0002 г в стеклянном стаканчике или бюксе.
Навеску количественно переносят в фильтрующую делительную воронку, приливают 20 мл экстрагирующей смеси, состоящей из хлороформа и этилового спирта в соотношении 2:1, и проводят экстракцию, встряхивая воронку в течение 2 мин.
Полученный экстракт с помощью водоструйного насоса отсасывают в присоединенный к воронке приемник, а из него переливают в мерную колбу вместимостью 50 мл.
Экстракцию проводят дополнительно экстрагирующей смесью по 10 мл еще два раза аналогично первой. По окончании третьей экстракции воронку и приемник ополаскивают 5 мл экстрагирующей смеси. Все три экстракта и промывную жидкость, собранные в мерной колбе, доводят до метки добавлением экстрагирующей смеси. Смесь тщательно перемешивают. Затем отбирают пипеткой 20 мл экстракта и переносят в предварительно высушенную и взвешенную бюксу. Для удаления растворителей бюксу нагревают на кипящей водяной бане до исчезновения запаха растворителей.
Бюксу с жиром сушат в течение 10 мин при температуре (70 ± 2)°С, охлаждают в эксикаторе над хлористым кальцием до комнатной температуры и взвешивают на весах.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ НЕЛИПИДНЫХ ПРИМЕСЕЙ.
В бюксу с подсушенной навеской жира приливают 10 мл хлороформа и через 5 мин хлороформный раствор сливают. Такое отделение липидов растворением повторяют аналогично еще два раза. После этого бюксу помещают в сушильный шкаф и подсушивают в течение 5 мин при температуре (103 ± 2)°С, охлаждают в эксикаторе и взвешивают.
Массовую долю жира (X) в процентах вычисляют по формуле:
Х= 50 -(ё|-ё2) 100/20 ? ё,
где: g1 — масса бюксы с жиром, г; g2 — масса бюксы с нелипидной фракцией, г; 50 — общий объем экстракта, мл; g — масса навески, г; 20 — объем экстракта, взятый для высушивания, мл.
Конечным результатом берут среднее арифметическое двух параллельных определений отдельных проб, вычисления проводят до первого десятичного знака.
Допустимое расхождение двух параллельных определений не должно быть более 0,5% от абсолютного содержания жира.
Допустимое расхождение результатов независимых определений в разных лабораториях не должно превышать 1 % от абсолютного содержания жира.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЖИРНО-КИСЛОТНОГО СОСТАВА ЖИРОВ И МАСЕЛ МЕТОДОМ ГАЗОВОЙ ХРОМАТОГРАФИИ
Метод основан на получении метиловых эфиров жирных кислот, содержащихся в анализируемых жирах, и их количественном определении с помощью газожидкостной хроматографии на хроматографе с пламенно-ионизационным детектором.
Метод предназначен для определения «жирнокислотного спектра» пищевых продуктов с использованием газового хроматографа.
ОБОРУДОВАНИЕ
Весы лабораторные аналитические с пределом допустимой погрешности взвешивания 0,2 мг. Испаритель ротационный ИР-1М или другой аналогичного класса. Аппарат для встряхивания типа АВУ-бс. Микроизмельчитель ткани. Термостатируемая баня с регулируемым нагреванием 20—100 °C.
Колбы перегонные К-1—250—29/32. Колбы Гр-25—14/23. Колбы мерные 2—50—2; 2—100—2; 2—500—2. Воронка В-56—80 ХС. Колба коническая Кн-1—250—29/32. Цилиндры мерные 1—50, 1—100. Пробирки с притертыми пробками вместимостью 10 мл. Стеклянные банки с притертыми крышками. Воронки делительные ВД-100—29/32, ВД-250—29/32. Стакан химический на 50 и 100 мл. Пипетки автоматические на 1—10 мл. Палочка из химико-лабораторного стекла. Бумага фильтровальная лабораторная. Обратный холодильник Либиха на шлифах.
Газовый хроматограф Газохром 1109, Цвет 104 или аналогичный, например типа Varian, с пламенно-ионизационным детектором.
Микрошприц МШ 10 или аналогичный для ввода 0,1—20 мкл пробы заколом через мембрану инжектора хроматографа.
Колонки хроматографические стеклянные для газового хроматографа длиной 2,0 м и диаметром 3 мм или капиллярная колонка длиной 30—50 м и внутренним диаметром 0,3—0,5 мм.
Баллон стальной для сжатого газа, номинальное давление 150 ат.
Азот газообразный, марки «особой чистоты» или азот с содержанием кислорода не более 0,004% или гелий. Водород газообразный (99,9% чистоты) без органических примесей или генератор водорода. Сжатый воздух без органических примесей или компрессор.
Насадки для колонки (наполнение набивных колонок): 3—5% ОУ-275 на хроматоне М—АДУ— ЭМС8 (0,16—0,20 мм) или другие, дающие необходимое хроматографическое разделение, или капиллярная колонка в соответствии с документацией к газовому хроматографу.
РЕАКТИВЫ
Калия гидроксид, хч, экстрагированный очищенным гексаном. Дистиллированная вода. Индикаторная бумага pH. Хлороформ, хч. Метанол, хч, абсолютный. Гексан, ч, очищенный концентрированной серной кислотой, отмытый дистиллированной водой, высушенный кристаллическим гидроксидом калия и перегнанный с дефлегматором, или хч. Кислота серная, хч, плотностью 1,84 г/см3. Кислота соляная, хч, концентрированная. Натрий металлический или метилат натрия.
Эталоны метиловых эфиров определяемых жирных С4—22 жирных кислот гарантированной степени чистоты с содержанием основного вещества не менее 95%, рабочий раствор 1 мкг/мл.
Допускается применение других средств измерений, аппаратуры и реактивов, характеристики которых не уступают характеристикам указанных выше средств измерений, аппаратуры и реактивов.
ПОДГОТОВКА К АНАЛИЗУ
ПОЛУЧЕНИЕ РАСТВОРА ДЛЯ МЕТАНОЛИЗА
2 М раствор метилата натрия в метаноле получают растворением 10,8 г метилата натрия или 4,6 г металлического натрия в 100 мл абсолютного метанола или растворяют 11,2 г КОН в 100 мл абсолютного метанола.
ПОДГОТОВКА ГАЗОВОГО ХРОМАТОГРАФА
ПОДГОТОВКА ХРОМАТОГРАФИЧЕСКОЙ КОЛОНКИ
Сухую стеклянную колонку, предварительно промытую хромовой смесью, этиловым спиртом, затем диэтиловым эфиром, заполняют носителем с помощью вакуумного или водоструйного насоса. При этом набивку колонки периодически уплотняют, постукивая по колонке деревянной палочкой. Установленную в термостате хроматографическую колонку перед работой кондиционируют в следующем режиме: 2 ч при 100 °С; 2 ч при 150 °С; 4 ч при 200 °С; 4 ч при 250 °С. При кондиционировании колонка должна быть отключена от детектора.
Кондиционирование следует проводить при смене колонки, а также после длительных перерывов в работе. При использовании капиллярной колонки проводят ее подготовку в соответствии с технической документацией к прибору.
ПРОБОПОДГОТОВКА ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ
50 мг липидов (жиры или масла) растворяют в 1 мл хлороформа или гексана при комнатной температуре. Добавляют 10 мл метанола и 3 гранулы твердого КОН. Гидролиз проводят при комнатной температуре в течение суток, затем корректируют pH смеси до 4,0 добавлением концентрированной НС1. Смесь перемешивают, отстаивают в течение 5 мин, добавляют 6 мл воды.
Полученный гексановый раствор метиловых эфиров жирных кислот анализируют на приборе методом ГЖХ или подвергают дополнительной очистке.
Смесь подвергают отмыванию водой 2—3 раза, каждый раз оставляя органический слой, добавляют 2 мл концентрированной серной кислоты, жидкость декантируют с осадка, переливают в чистую делительную воронку, добавляют 10 мл гексана, перемешивают, нижний слой удаляют, а гексановый слой упаривают на роторном испарителе досуха, перерастворяют в 1 мл гексана и используют для газохроматографического анализа.
Раствор метиловых эфиров жирных кислот в гексане хранят в холодильнике не более суток.
ПРОБОПОДГОТОВКА ПРИ АНАЛИЗЕ СВЯЗАННЫХ ЖИРНЫХ КИСЛОТ (метанолиз нейтральных свежих жиров с кислотным числом <2) Смешивают 50 мг образца с 1 мл гексана, 0,5 мл 2 М раствора метилата натрия или гидрата окиси калия и встряхивают в течение 1 мин. Смесь отстаивают для отделения метанольно-глицеринового слоя, верхний гексановый слой используют для ГЖХ.
УСЛОВИЯ ХРОМАТОГРАФИРОВАНИЯ
0,2 мкл гексанового экстракта, содержащего экстрагированные из пробы по методике метиловые эфиры жирных кислот, вводят в испаритель газового хроматографа с пламенно-ионизационным детектором и анализируют при программируемом изменении температуры колонки с 120 до 240 °С (6 о/мин), температуре испарителя 250 °С, температуре детектора 300 °С, расход инертного газа на набивную колонку 75 мл/мин.
При тех же условиях анализируют гексановый раствор 1 мкг/мл эталонов метиловых эфиров жирных С4_22 кислот. Времена удержания для 30 м х 0,3 мм капиллярной колонки с химически сшитой неподвижной фазой Carbowax составляет от 2,5 до 48 мин для С(4:0) и С(22:1) соответственно.
Для проведения количественного анализа строят калибровочные графики зависимости логарифмов времени удержания от числа углеродных атомов в цепи. Идентифицируют полученные пики по градуировочному графику или временам удержания соответствующих стандартов с использованием автоматической компьютерной программы обработки хроматографических данных.
ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ
Содержание метиловых эфиров жирных С4_22 кислот X (мг/кг) в анализируемом сырье вычисляют автоматически или в соответствии с градуировочными графиками по формуле:
X = Ш| ? V| / m2 ? V2,
где гщ — масса метиловых эфиров жирных С4_22 кислот, найденная по градуировочному графику, мкг; V! — общий объем раствора, из которого взята аликвота для хроматографирования, мл; ш2 — масса анализируемой пробы, г; V2 — объем аликвоты, вводимой в хроматограф, мкл.
Вычисления проводят до третьего десятичного знака. Окончательный результат округляют до второго десятичного знака.
За окончательный результат испытаний принимают среднее арифметическое значение результатов (X) двух параллельных измерений, расхождение между которыми по абсолютной величине не должно превышать 30% по отношению к среднему арифметическому при р = 0,95.
Пределы возможных значений систематической составляющей погрешности измерений содержания определяемых веществ в любой пробе при допускаемых методикой изменениях влияющих факторов ±0,15Х.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГЛУБИНЫ ГИДРОЛИЗА ЖИРОВ
При хранении жиры и масла медленно разлагаются с выделением свободных жирных кислот, которые можно оттитровать щелочами. Метод основан на титровании пробы гидролизованного жира раствором щелочи.
АППАРАТУРА, РЕАКТИВЫ И МАТЕРИАЛЫ
Весы лабораторные аналитические с пределом допустимой погрешности взвешивания 0,2 мг. Термостат на 20—120 °С. Конические колбы Эрленмейера вместимостью 100 мл. Бюретка на штативе.
Нейтрализованная смесь диэтилового эфира и 96% этанола (2:1). 0,5 М или 1 М спиртовый раствор NaOH. Фенолфталеин, 10% спиртовый раствор.
ХОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ
Навеску жира в количестве 2 г подсушивают в течение 5 мин при температуре 105 °С, растворяют ее в 50 мл нейтрализованной смеси диэтилового эфира и 96%-этанола (2:1).
К раствору добавляют 3—4 капли фенолфталеина и титруют 0,5 М раствором NaOH до неисчезающей в течение 1 мин слабо-розовой окраски раствора.
РАСЧЕТ
Глубину расщепления X (% свободных жирных кислот) в пересчете на олеиновую кислоту рассчитывают по формулам при титровании 0,5 М раствором NaOH: X = 14,1 ? V ? К /g; при титровании 1 М раствором NaOH: X = 28,2 • V ? К / g, где V — количество раствора NaOH, пошедшее на титрование навески, мл; К — поправка к титру растворов; g — навеска жира, г.
Коэффициент 14,1 уточняют экспериментально для конкретного образца жира в зависимости от реального содержания в нем олеиновой кислоты.
Конечным результатом берут среднее арифметическое двух параллельных определений отдельных проб, вычисления проводят до первого десятичного знака.
Расхождение между двумя параллельными определениями не должно прир = 0,95 превышать ±0,5%.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ КИСЛОТНОГО ЧИСЛА ЖИРОВ И МАСЕЛ
КИСЛОТНОЕ ЧИСЛО (КЧ, к.ч.) — это количество миллиграммов гидроксида калия КОН, необходимое для нейтрализации свободных жирных кислот, содержащихся в 1 г жира или масла.
Метод основан на титровании содержащихся в жире и маслах свободных жирных кислот в присутствии индикатора.
АППАРАТУРА, РЕАКТИВЫ И МАТЕРИАЛЫ
Весы лабораторные аналитические с пределом допустимой погрешности взвешивания 0,2 мг. Конические колбы Эрленмейера вместимостью 100 мл. Бюретка на штативе.
Нейтрализованная смесь диэтилового эфира и 96% этанола (2:1). 0,1 М спиртовый раствор КОН. Фенолфталеин, 1 % спиртовый раствор.
ХОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ
Навеску жира или масла в количестве 4 г, взятую в коническую колбу, смешивают с 50 мл нейтрализованной смеси диэтилового эфира и 96% этанола (2:1).
К раствору добавляют 4 капли спиртового раствора фенолфталеина, перемешивают в течение времени, достаточном для максимальной гомогенизации смеси и титруют из бюретки 0,1 М раствором КОН до неисчезающей в течение 30 секунд слабо-розовой окраски раствора.
РАСЧЕТ
Кислотное число КЧ (мгКОН/г) рассчитывают по формуле:
КЧ = 5,611 -У-К/^,
где: 5,611 — титр 0,1 М раствора КОН; V — количество раствора КОН, пошедшее на титрование, мл; К — поправка к титру; g — навеска жира, г.
Конечным результатом берут среднее арифметическое двух параллельных определений отдельных проб, вычисления проводят до первого десятичного знака.
Расхождение между двумя параллельными определениями не должно прир = 0,95 превышать ±0,5%.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ КИСЛОТНОГО ЧИСЛА В СИЛЬНО ОКРАШЕННЫХ
СМЕСЯХ, СОДЕРЖАЩИХ ЛИПИДЫ
Метод основан на титровании в солевой среде содержащихся в жире и маслах свободных жирных кислот в присутствии индикатора без применения органических растворителей. После нейтрализации всех жирных кислот избыток щелочи переходит в раствор соли и окрашивает его в присутствии фенолфталеина в светло-розовый цвет.
АППАРАТУРА, РЕАКТИВЫ И МАТЕРИАЛЫ
Весы лабораторные аналитические с пределом допустимой погрешности взвешивания 0,2 мг. Конические колбы Эрленмейера вместимостью 250 мл с пришлифованной пробкой. Бюретка на штативе.
Нейтрализованный насыщенный раствор №С1. 0,1 М водный раствор КОН. Фенолфталеин, 1 % спиртовый раствор.
ХОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ
Навеску жира или масла в количестве 10 г, взятую в коническую колбу, смешивают с 50 мл нейтрализованного насыщенного раствора №С1 и 0,5 мл раствора фенолфталеина, перемешивают в течение времени, достаточном для максимальной гомогенизации смеси и титруют из бюретки 0,1 М раствором КОН.
При титровании встряхивание повторяют после прибавления каждых 5 капель раствора щелочи, до тех пор, пока не исчезнет окраска нижнего слоя жидкости. Замедление исчезновения окраски после очередного встряхивания должно сопровождаться более частым встряхиванием колбы, после добавления 1—2 капель раствора щелочи.
РАСЧЕТ
Кислотное число КЧ (мг КОН/г) рассчитывают по формуле:
КЧ = 5,611 -У-К/^,
где 5,611 — титр 0,1 М раствора КОН; V — количество раствора КОН, пошедшее на титрование, мл; К — поправка к титру; g — навеска жира, г.
Конечным результатом берут среднее арифметическое двух параллельных определений отдельных проб, вычисления проводят до первого десятичного знака.
Расхождение между двумя параллельными определениями не должно прир = 0,95 превышать ±0,5%.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЕРЕКИСНОГО ЧИСЛА ЖИРОВ
ПЕРЕКИСНОЕ ЧИСЛО (ПЧ, п.ч.) — это количество граммов йода, выделенного из йодистого калия перекисями, содержащимися в 100 г жира или масла.
Метод основан на титровании йода, выделяемого из йодистого калия перекисными соединениями жиров, тиосульфатом натрия в присутствии крахмала.
АППАРАТУРА, РЕАКТИВЫ И МАТЕРИАЛЫ
Весы лабораторные аналитические с пределом допустимой погрешности взвешивания 0,2 мг. Конические колбы Эрленмейера вместимостью 250 мл с притертой пробкой. Бюретка на штативе. Секундомер. Водяная баня на 100 °С. Цилиндр мерный вместимостью 100 мл.
Хлороформ хч. Уксусная кислота хч, 100%, ледяная. Калий йодид К1, свежеприготовленный насыщенный раствор (8Н,О > 145 г/100г воды при 20 °С). Тиосульфат натрия чда, 0,01 н. раствор, готовят растворением Ка282О3 ? 5Н2О в дистиллированной воде или из фиксанала. Крахмал картофельный ч, 1% раствор, готовят смешением 1 г крахмала с 20 мл холодной воды и добавлением при перемешивании 80 мл кипящей воды. Вода дистиллированная.
ХОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ
Навеску жира или масла в количестве 1 г, взятую в коническую колбу, расплавляют на водяной бане и по стенке колбы, смывая капли жира, добавляют 10 мл хлороформа, перемешивают смесь, затем добавляют 10 мл ледяной СН3СООН и быстро вливают 0,5 мл насыщенного свежеприготовленного раствора К1. Колбу закрывают пробкой, перемешивая содержимое вращательным движением, и включают секундомер. Через 3 мин в колбу вливают 1 мл 1 % раствора крахмала, 100 мл дистиллированной воды и титруют 0,01 н. раствором тиосульфата натрия до исчезновения синей окраски. В конце титрования раствор тиосульфата добавляют по капле, перемешивая содержимое после каждого добавления раствора N32826)3.
Параллельно проводят холостой опыт, взяв вместо жира 1 мл воды. Качество используемых для анализа реактивов считается приемлемым, если на контрольное определение в холостом опыте израсходовано не более 0,07 мл 0,01 н. раствора тиосульфата натрия.
РАСЧЕТ
Перекисное число ПЧ (г12/100гили%) рассчитывают по формуле:
ПЧ = (V!— У2) • 0,00127 • К • 100
где: V] — количество 0,01 н. раствора тиосульфата, пошедшее на титрование пробы с навеской жира, мл; У2 — количество 0,01 н. раствора тиосульфата, пошедшее на титрование контрольной пробы без навески жира, мл; К — поправочный коэффициент 0,01 н. раствора тиосульфата, равный 1 при приготовлении 0,01 н. раствора тиосульфата из фиксанала; 0,00127 — количество г йода, эквивалентное титру 0,01 н. раствора тиосульфата натрия; g — навеска жира, г.
Конечным результатом берут среднее арифметическое двух параллельных определений отдельных проб, вычисления проводят до первого десятичного знака.
Расхождение между двумя параллельными определениями не должно при вероятностир = 0,95 превышать ±0,5%.
Степень порчи жира оценивается по величине перекисного числа. При величине ПЧ < 0,03 пищевой жир считается свежим, при значении ПЧ от 0,03 до 0,06 жир свежий, но не подлежащий хранению, при значении ПЧ от 0,06 до 0,1 жир оценивают как сомнительной свежести и для значения ПЧ >0,1 жир является испорченным.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЙОДНОГО ЧИСЛА ЖИРОВ
ЙОДНОЕ ЧИСЛО (ИЧ, и.ч.) — это количество граммов йода, вступающего в реакцию с 100 г жира или масла.
Метод основан на титровании избытка йода, не вступившего в реакцию с ненасыщенными жирными кислотами, входящими в состав анализируемых жиров, тиосульфатом натрия в присутствии крахмала по методу Гюбеля.
АППАРАТУРА, РЕАКТИВЫ И МАТЕРИАЛЫ
Весы лабораторные аналитические с пределом допустимой погрешности взвешивания 0,2 мг. Конические колбы Эрленмейера вместимостью 500 мл с притертой пробкой. Бюретка на штативе. Часы. Водяная баня на 100 °С. Цилиндр мерный вместимостью 100 и 500 мл. Устройство для фильтрования через бумажный фильтр.
Хлороформ хч. Спирт этиловый 95% ректификованный. Раствор Гюбеля, готовят смешением равных объемов (1:1) раствора А (25 г йода 12 в 500 мл спирта этилового) и профильтрованного раствора Б (30 г хлорида ртути (11) — сулемы HgCl2 в 500 мл спирта этилового); растворы А и Б хранят в темноте отдельно, смесь (1:1) хранят в темноте не более 2 суток. Калий йодид К1 чда, 20% раствор. Тиосульфат натрия чда, 0,1 н. раствор, готовят растворением Na2S2O3 ? 5Н2О в дистиллированной воде или из фиксанала. Крахмал картофельный, 1 % раствор, готовят смешением 1 г крахмала с 20 мл холодной воды и добавлением при перемешивании 80 мл кипящей воды. Вода дистиллированная.
ХОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ
Навеску жира или масла в количестве 0,6 г, взятую в коническую колбу, расплавляют на водяной бане и по стенке колбы, смывая капли жира, добавляют 15 мл хлороформа, перемешивают смесь, затем добавляют 25 мл раствора Гюбеля быстро закрывают пробкой смоченный раствором йодида калия, перемешивая содержимое вращательным движением, и ставят пробы в темное место на 18 часов при температуре 20 °С. Через 18 ч в колбу вливают 15 мл 20%-ного раствора К1, 100 мл дистиллированной воды и титруют 0,1 н. раствором тиосульфата натрия до появления светло-желтой окраски. В конце титрования в смесь добавляют 5 капель 1 %-ного раствора крахмала, раствор №282()2 добавляют по капле, перемешивая содержимое после каждого добавления титранта, до исчезновения голубовато-фиолетового окрашивания.
Параллельно проводят холостой опыт, взяв вместо жира 0,6 мл воды.
РАСЧЕТ
Йодное число ИЧ (г12/100 г жира или%) рассчитывают по формуле:
ИЧ = (V! - V,) ? 0,01269 ? К ? 100 / ё,
где V] — количество 0,1 н. раствора тиосульфата, пошедшее на титрование контрольной пробы без навески жира, мл; У2 — количество 0,1 н. раствора тиосульфата, пошедшее на титрование опытной пробы с навеской жира, мл; К — поправочный коэффициент 0,1 н. раствора тиосульфата, равный 1 при приготовлении 0,1 н. раствора тиосульфата из фиксанала; 0,01269 — количество г йода, эквивалентное титру 0,1 н. раствора тиосульфата натрия; g — навеска жира, г.
Конечным результатом берут среднее арифметическое двух параллельных определений отдельных проб, вычисления проводят до первого десятичного знака.
Расхождение между двумя параллельными определениями не должно при вероятности Р = 0,95 превышать±0,6% от определяемой величины.